三峡库区土地利用变化与影响因子分析

利用1995、2000和2005年的Landsat TM遥感数据解译结果分析了三峡库区的土地利用格局，三峡库区建设用地总量上升，各类建设用地的增长率不一致，库区水面在增加；运用单一土地利用动态度分析了相关地类的变化速度和分布，各地类的动态度与变化速度存在空间上的差异；采用景观生态学的方法分析了土地利用变化的景观特征，景观的多样性在增加，而景观的破碎度有一个先减小后增加的趋势，同时景观优势度的变化不大，耕地景观的优势逐渐被多样性景观特征所替代。然后采用典型相关分析的方法，计算典型载荷，找出各典型变量在分析过程中的作用，借此分析了土地利用变化与社会经济影响因子之间的关系。     

长江三峡库区和上游气候变化特点及其影响

利用1961～2010年逐日气温、降水等气象观测资料分析三峡库区和长江流域等地区气象要素的气候长期变化趋势,并利用监测资料和数值模拟试验初步分析了水库蓄水后对三峡库区附近局地的天气气候的可能影响。结果表明:近50 a来三峡库区平均气温呈现上升趋势,降水量具有年代际变化特征,21世纪以来库区降水转为少雨期;气温和降水的变化都与长江上游乃至整个长江流域的变化趋势基本一致。水库蓄水后对库区附近气温产生调节作用,夏季降温和冬季增温效应明显;蓄水后库区年降水量没有明显变化。总体上,三峡水库对附近气候影响范围一般不超过20 km     

丹江口库区土地利用/覆被与景观格局变化

丹江口水库作为南水北调中线工程水源地，其库区的土地利用/覆被变化可能带来的生态环境效应备受关注。以2000和2004年的多源遥感影像为主要数据源，解译生成土地分类数据，对研究区内土地利用变化总体特征、速度、景观优势度变化以及景观生态效应进行了分析。结果显示：库区在这4年间土地利用整体结构上没有显著改变，但是耕地、建设用地增加，林地、未利用地减少。景观多样性指数及景观均匀性指数呈下降趋势，说明景观异质程度下降，景观类型有向单一化及非均衡化方向发展的趋势。林地减少加剧库区的水土流失，导致库区的生态环境质量下降，应采取措施促使库区经济与生态环境良性地协调发展。     

近25年三峡库区土地覆被变化及驱动力分析

基于1990、2000、2005、2010和2015年五期30 m空间分辨率土地覆被遥感数据，利用动态度模型和转移矩阵，综合分析了近25 a三峡库区土地覆被的时空格局、变化特征及驱动力。研究结果表明：2015年三峡库区土地覆被以森林和耕地为主，分别占总面积的41.45%和24.58%；1990~2015年三峡库区人工表面、湿地、森林和其他用地的面积增长明显，耕地、灌丛和草地的面积整体减少，区域综合土地覆被动态度呈先增加后稳定的变化趋势，人工表面是最为活跃的土地覆被类型，其次是湿地和耕地；前10 a三峡库区人工表面占用耕地较为突出，后15 a土地覆被类型转换主要为森林、灌丛和耕地转为人工表面和湿地；三峡工程建设、移民安置与迁建、经济发展与城镇化导致人工表面不断扩张，水库蓄水导致湿地面积迅速增加，农业结构调整促使园地面积扩张。三峡库区近25 a来，在退耕还林等生态保护政策影响下，生态环境状况趋于改善，库区森林面积显著增加，坡耕地面积持续减少，但人地矛盾日益突出，研究结果可为后三峡时代库区生态环境保护与社会经济的协调发展提供数据支撑。     

基于Google Earth Engine的三峡库区土地利用与陆表参数变化研究

土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change, LUCC)对全球有着重要影响,其已对植被覆盖、地表温度(Land Surface Temperature, LST)、反照率以及其它陆表参数产生显著影响。三峡工程自建设以来,库区的土地利用变化逐渐受到外界关注。利用欧空局300 m的土地覆盖分类数据分析三峡库区2000～2015年的土地利用变化;依托先进的Google Earth Engine(GEE)平台,获取MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, MODIS)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)、LST和反照率数据,并分析三者的时空变化趋势;此外,探究季节性归一化植被指数(Seasonally Integrated Normalized Difference Vegetation Index, SINDVI)与LST和反照率的关系;并分析土地利用变化对SINDVI、LST和反照率的影响。结果表明:2000～2015年,三峡库区土地利用变化显著,耕地、草地、灌木地分别减少2.4%,0.05%和0.62%;林地、水域和人造地表分别增加1.98%,0.04%和1.06%。研究期间SINDVI增加2.89,LST下降0.224℃,反照率减少0.002。总体来看,三峡库区SINDVI的空间分布格局与LST和反照率的相反,且库区大部分区域SINDVI与LST和反照率呈负相关。另外,不同土地类型对SINDVI、LST和反照率影响不同。该文系统地研究了LUCC与上述关键陆表参数的定量关系,可为更好地管理该地区自然环境和土地资源提供科学的依据。     

三峡库区城镇建设用地驱动因子路径分析

随着三峡大坝的修建．三峡经济飞速发展．带动了利用三峡库区城镇建设用地的变化。本文以三峡库区21个县市1995—2005年城镇建设用用地的变化量为主要研究对象。结合1995-2005年期间第二产业与第三产业的集中指数与区位商的空间分布变化。采用路径分析建模的方法。奠立了城镇建设用地与固定资产投资、社会商品零售总额、第二产值、第三产值及城镇人口的路径模型．确定了备影响因子对蜮镇建设用地变化的影响程度。其中第二产值对城镇建设用地的变化影响最大．影响力最小的是城镇人口。此项研究进一步验证了路径分析模型在土地利用变化驱动力分析研究中的可行性．同时也为库区城镇建设用地的控制提供了参考。     

基于土地利用的三峡库区生态系统服务价值时空格局分析

生态服务价值评估是对生态功能的一种经济性量化评价。以三峡库区为研究区,结合净初级生产力(NPP)、土地利用/土地覆盖变化(LUCC)、遥感(RS)、气候、国家统计数据和GIS技术,采用替代花费法、影子工程法、碳税法、市场价值法和水量平衡法对三峡库区蓄水前后4个时期(2000、2005、2010和2015年)的生态系统服务价值进行量化评估,分析库区生态系统服务价值时空变异格局。结果显示:(1)从2000年到2015年,三峡库区生态服务总价值增加了269.37亿元,增长率为15.32%。(2)其中林地生态系统贡献较高,占48.14%,耕地次之,占44.04%。(3)林地生态系统服务价值随其面积的增长而增加。耕地生态系统面积减少了4.64%,但生态系统服务总价值却增加了14.54%,耕地存在不合理利用的现象。草地生态系统面积减少了16.57%,生态系统服务总价值减少了5.01%,应加强对草地生态系统的保护。总之,三峡工程的实施在整个研究区尺度上对库区生态系统服务功能的影响是利大于弊。在未来的发展中,应合理规划土地利用,制定区域发展和环境保护计划,确保三峡库区生态环境的改善和可持续发展。     

太湖流域土地利用变化研究

利用太湖流域2000年和2010年的土地利用数据,分析10年间流域的土地利用变化情况,结合土地利用现状存在问题,提出土地利用管理措施的建议。     

三峡库区近百年来气温变化特征

利用1924～2011年重庆和宜昌站气温资料，分析了三峡库区近百年来气温变化特征。结果表明：从线性趋势、年代变化、突变和周期分析表明近88 a重庆和宜昌气温的变化特征是比较一致的，两段显著偏暖的时期分别是20世纪20年代中期至40年代和20世纪90年代中期至今。用重庆和宜昌站的平均来代表三峡库区，库区气温阶段变化与重庆、宜昌站基本一致，20世纪90年代中后期至今出现的显著增温现象迟于我国1986年前后开始的普遍增温。库区各季节气温变化存在差异，4个季节最近一次增暖主要集中在20世纪90年代中期或中后期。近88 a来三峡库区年平均气温发生两次突变， 1947年左右突变为降温趋势； 1996年左右突变为增暖趋势。三峡库区年平均气温2～4a周期变化最为显著，4 a左右的周期1980年代后期开始显著。1920年代到1980年代存在的16～20 a的年代际周期，但能量较年际周期弱。近88 a三峡库区与全球气温变化存在较大差异，最近一次显著增暖时间比较，三峡库区比全球滞后约10 a     

土地利用和生态系统服务功能变化研究——以三峡库区大宁河流域为例

将土地利用类型分类为耕地、有林地(森林地)、灌木林地、草地、迹地、水体、建设用地和未利用地8类.以遥感数据为数据源,通过自动分类和人工解译相结合的方法获取了以上土地利用类型,并对三峡库区大宁河流域的土地利用变化过程和驱动力做了分析.以Costanza等人的全球生态系统服务价值的估测结果为基础,对各种地类生态服务功能价值重新赋值,进而估算近30年大宁河流域的生态服务价值,分析了其变化过程.结果表明:近30年,大宁河流域土地利用总的变化趋势是林、灌、草地经历了不断破坏和缓慢恢复的过程,耕地面积经历了先增后减,建设用地不断扩展.经济发展、人口增长和国家政策是土地利用变化的主要原因.生态系统服务功能经历了一个先损害后恢复的过程,表现为生态服务价值从1973年到1995年不断减少,而1995年到2002年连续增加.     

三峡库区不同退耕还林模式水土流失特征及其影响因子

三峡库区为国家水土保持重点防治区，土地利用/覆盖变化（LUCC）与水土流失的关系已成为水土流失治理研究的关注重点之一，退耕还林工程的水土保持效益对于库区生态环境的建设具有重要意义。通过对库区典型退耕还林模式的水土流失的监测，分析其不同降雨条件下水土流失特征及影响因子，结果标明：（1）退耕还林后库区的水土流失问题得到了有效控制，退耕还林后各土地利用类型的年地表径流量下降了70%~95%，泥沙流失量则比农田降低了97%以上，其中乔木林和竹林对水土保持的效果最为理想；（2）退耕还林后各土地利用类型年地表径流量与降雨量呈较好的指数关系，随着降雨量的增加而增加。除农田和板栗林外，各土地利用类型年地表径流量与雨强关系不显著；（3）泥沙流失量与降雨量和降雨强度的关系均不显著；（4）各土地利用类型地表径流的80%以上，泥沙流失量的95%以上都是发生在暴雨条件下，暴雨事件成为库区水土流失的主要气候影响因素；（5）凋落物层盖度是控制退耕还林各模式地表径流的主要因素，各土地利用类型的年地表径流量均随着凋落物层盖度的增加而显著降低     

三峡库区土地资源承载力现状与可持续发展对策

三峡库区的土地资源承载力状况直接关系到三峡库区土地与人口、经济社会发展和环境保护之间的平衡关系,对于实现三峡库区经济、社会、生态的可持续发展具有重要意义。首先分析了土地资源承载力概念的发展历程,将其分为3个发展阶段：人口承载力阶段、综合承载力阶段和生态足迹阶段;并根据三峡库区的特点,设计了一个简单易行的承载力计算方法,运用最新的有关数据,对库区的耕地、森林植被以及饲草的承载力状况进行了分析。研究结果表明库区人地关系非常紧张,森林植被分布不均,而饲草供应则非常充足。最后在此基础上提出了要加强库区植被恢复,发展柑橘业、畜牧业和旅游业等传统优势产业以提高库区土地资源承载力的针对性对策。     

三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

三峡库区水源涵养重要区生态系统格局动态演变特征

利用三期遥感分类数据为基础数据源,结合野外地面核查和生态空间分析方法,对三峡库区水源涵养重要区2000~2010年生态系统格局时空动态变化进行了分析。结果表明:研究区内各类生态系统空间分布差异较大,以森林和农田为主体生态系统;10a间,由于三峡水库蓄水淹没了大量农田和林地,导致森林生态系统和农田生态系统分别向湿地生态系统转化了179.99km2和191.27km2;其他生态系统(主要是人工表面)面积在时段内增加了506.63km2,主要是城镇建设占用部分森林和农田转换而来;时段内森林生态系统总的面积未发生较大减少主要是由于近年退耕还林、森林工程等生态工程的实施获得了大量补充;研究区后期的生态系统转化强度在逐渐增强,生态系统动态类型相互转化强度也显示出研究区生态系统类型的转化总体变差。     

近30 a三峡库区(重庆段)城镇化发展的气温响应图谱诊断

城镇化发展是区域气候变化的重要影响因素之一。以Landsat TM影像数据、多期土地利用类型数据、城镇化率数据、DEM数据、气象站点时空数据为基础,通过城镇发展指数法、气温变异指数法,以图谱方式对三峡库区(重庆段)近30 a城镇化发展格局、气温变异格局进行可视化,运用一元线性回归模型,建立了重庆三峡库区城镇发展的气温响应模型。研究表明:(1)研究区全域城镇建设用地增长3.83倍,城镇化发展指数年增长率为4.56%,总量呈现出西南高东北低格局。(2)气温变异指数从20世纪90年代后期开始迅速增加,2005~2014保持在高指数状态,库区蓄水对气温变异指数增长的影响未达显著性水平。(3)从城镇发展的气温响应状况看,呈较强正相关性且拟合精度较高,绝大部分区县t概率值(p值)达到0.05的显著性水平。分析表明,库区下垫面物质环境的改变和人类活动的增加对区域气温的长期同向变化具有较强解释力。     

三峡水库175 m蓄水运行后鱼类汞污染风险研究

三峡水库的生态安全受到高度关注，三峡水库成库后是否会出现汞等重金属生态风险增加的“水库效应”，不仅是需要论证的科学命题，也是关系到库区人民身体健康的重要问题。2011年在三峡库区忠县至秭归段选择“湖沼化”特征最为显著的8条支流采集了鲤、鲢、鳙、鲇、鳜等常见经济鱼类标本，系统分析了库区鱼类标本肌肉中的总汞含量。研究结果表明，三峡库区支流鱼类肌肉中总汞含量最高为109.6 μg/kg，最低为30.5 μg/kg，平均含量为56.4 μg/kg。与蓄水前的调查结果相比，蓄水运用10 a后库区鱼类肌肉总汞水平尚未明显增加。但是，不同营养等级鱼类之间，肌肉总汞浓度水平随营养等级增加有明显增高，三峡水库水生食物链表现出显著的汞的生物累积。值得注意的是，底层鱼类汞的生物累积强度明显高于上层鱼类，暗示水库底栖过程的“汞活化”依然是需要关注的潜在生态风险     

土地利用和生态系统服务功能变化研究 ——以三峡库区大宁河流域为例

将土地利用类型分类为耕地、有林地（森林地）、灌木林地、草地、迹地、水体、建设用地和未利用地8类。以遥感数据为数据源，通过自动分类和人工解译相结合的方法获取了以上土地利用类型，并对三峡库区大宁河流域的土地利用变化过程和驱动力做了分析。以Costanza等人的全球生态系统服务价值的估测结果为基础，对各种地类生态服务功能价值重新赋值，进而估算近30年大宁河流域的生态服务价值，分析了其变化过程。结果表明：近30年，大宁河流域土地利用总的变化趋势是林、灌、草地经历了不断破坏和缓慢恢复的过程，耕地面积经历了先增后减，建设用地不断扩展。经济发展、人口增长和国家政策是土地利用变化的主要原因。生态系统服务功能经历了一个先损害后恢复的过程，表现为生态服务价值从1973年到1995年不断减少，而1995年到2002年连续增加。     

三峡库区重庆段人类活动强度的景观格局梯度响应

基于三峡库区重庆段1995、2005、2015年土地利用图像，利用ArcGIS和FRAGSTATS软件，并结合夜间灯光数据构建人类活动强度带，分析了三峡库区重庆段在不同人类活动强度带3个时期的景观格局变化特征，并进一步研究了2015年研究区4种面积变化较大的景观类型格局特征随人类活动强度的梯度变化规律。研究结果表明：（1）人类活动的空间分布差异显著，强度由西向东逐渐递减，长江干线流域的人类活动强度相对周边区域更强;（2）在景观水平上，随着人类活动强度的增加，研究区景观斑块数大幅减少，多样性和均匀度指数先增加后减少，连通性有所下降；景观聚集度先减后增，破碎化程度有所增加，但在2015年得到一定改善;（3）在类型水平上，建设用地、水域、草地、低密度植被覆盖林地这4种景观类型能较好地反映景观格局变化特征，其中各景观类型的斑块密度、形状指数和分维数随人类活动强度的变化表现出较为明显的波动；除建设用地外其余景观类型的最大斑块指数和面积变化幅度较小，在人类活动强度最大时的建设用地面积占比和斑块指数分别达到71.2%、35.72%;（4）三峡工程、移民工程、城市化推进以及“退耕还林”等政策实施是三峡库区景观格局演变的重要驱动力。揭示了20a来三峡库区重庆段景观格局沿人类活动强度的梯度变化规律，可为研究区自然资源的合理开发及区域可持续发展提供参考。     

三峡库区降水量的空间插值方法及时空分布

三峡库区是一个特殊的地理单元，分析库区降水的时空特征具有重要意义。利用三峡库区及周边46个气象站点资料，分别采用反距离加权法、样条函数法、普通克里金法、协同克里金法等4种空间插值方法，对三峡库区1961~2005年45年间的年平均降水量、月平均降水量进行了空间插值模拟与交叉检验，并对三峡库区降水量的时空分布特征进行了分析。检验结果表明，考虑高程的协同克里金法整体插值效果要优于其他3种插值法。但通过站点误差分析，协同克里金法并非对每一个站点的插值精度都高。研究发现，在剔除其中2个高海拔站点的情况下，可以显著提高协同克里金的空间插值效果。由插值得到的三峡库区降水分布图可知，大部分区域的年平均降水量处于 1000~1200 mm ，而年内降水分配不均匀，夏季降水约占年降水量的45%。